[实用新型]一种轧钢加热炉集成型控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及过程控制装置，尤其涉及轧钢加热炉生产过程控制装置，并且更具体地涉及一种轧钢加热炉集成型控制装置。 

背景技术

轧钢加热炉生产过程是轧钢生产过程一个重要环节，其钢坯加热质量的好坏，直接影响钢材成材质量。由于加热炉生产过程是一个极为复杂的工业过程，一直以来，许多专家、学者和广大工程技术人员都在致力于轧钢加热炉生产过程控制的研究，以达到掌握炉况、自动控制轧钢加热炉的生产过程，提高产品质量的目的。 

目前轧钢加热炉控制装置多采用常规控制仪表和设备以及传统的工业控制器，这些传统的生产过程控制装置，采用常规的控制装置进行加热炉生产过程控制，由于其功能结构单一，可靠性、互换性差，维护困难，影响了生产过程的控制效果。而加热炉的温度控制模块大多采用炉温作为钢坯加热效果的衡量标准，通过炉温表示钢温，温度控制不准确，钢坯加热效果难以把握，进而影响钢坯的轧制质量，同时又根据现场操作人员的控制经验判断加热炉生产状况，无法完全有效地保障加热炉安全稳定地运行。 

鉴于轧钢加热炉生产程的高度复杂性，要达到轧钢加热炉生产过程的优化控制，采用目前单一的模快信息和现有的控制机将无法达到理想的控制效果。一个有效的轧钢加热炉集成型控制装置应当集成多组不同的控制模块，从而给出最佳的操作方案，达到增产节能安全的目标。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对轧钢加热炉生产过程的复杂性、不确定性等特点，及现有控制机存在的局限性，采用基于集成型的控制模块进行轧钢加热炉生产过程的控制，从而达到“优质、低耗、高产”的轧钢加热炉生产目标和“安全、稳定、均衡”的控制标准。 

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于集成型的轧钢加热炉生产过程控制装置FCS，FCS装置由现场总线仪表FD、现场总线网络FNET、现场总线辅助设备和现场总线接口FBI组成现场控制模块，由集成型控制模块SCS、监控网络SNET、计算机网关CG等组成系统监控模块，其特征在于，该装置现场总线控制系统FCS是一个分布式的网络控制装置，它包括： 

FD现场总线仪表和设备，包含有：信号采集变送器、执行器和信号转换器，用于轧钢加热炉控制信号数据的采集、输入、输出、运算、控制和通信，并提供功能块，以便在现场总线上组成控制回路，构成一个分布式网络控制装置。 

(1)信号采集变送器 

信号采集变送器有轧钢加热炉常用的温度、压力、流量、液位等信号检测装置，由仪表圆卡和总线圆卡组成，仪表圆卡完成传感器信号放大和转换，并通过接口总线与总线圆卡交换信息。另外还有A/D转换以及接口电路，进行采集信号的模数转换，总线圆卡实现现场总线协议FF-H1与仪表圆卡的交换信息，通过总线接口与现场总线通信，提供变换块、资源块和功能块，采用集成电路芯片(ASIC)、CPU、总线接口电路以及与仪表圆卡组成交换信息的接口电路，通过总线圆卡内CPU软件编程来实现现场总线协议FF-H1的应用功能，由集成电路芯片(ASIC)来实现物理层和数据链路层所需的总线信号的驱动、发送、信号的接受、传输数据的串/并或并/串转换、串行数据的编码和解码、信息帧的打包和解包、帧校验序列的产生和校验等功能。 

(2)执行器 

执行器有电动调节阀和气动调节阀。由仪表圆卡和总线圆卡组成，仪表圆卡是用于信号转换和驱动，并通过接口总线与总线圆卡交换信息，D/A转换以及接口电路，进行控制信号的数模转换，总线圆卡是实现现场总线协议FF-H1与仪表圆卡的交换信息，通过总线接口与现场总线通信，提供变换块、资源块和功能块，采用集成电路芯片(ASIC)、CPU、总线接口电路以及与仪表圆卡组成交换信息的接口电路。 

(3)信号转换器 

信号转换器用于传统模拟仪表和现场总线数字仪表之间的信号的转换，主要是：a)接收4mA～20mADC电流信号，再将其转换成FF-H1适用的信号；b)接收FF-H1的数字信号，再将其转换成4mA～20mADC电流信号。通过转换器使传统的模拟仪表逐步向现场总线数字仪表过渡。